初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕虒W(xué)應(yīng)用初探

1、初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕虒W(xué)應(yīng)用初探錢春柳 胡孔國(guó)(安徽銅陵縣第三中學(xué),銅陵,244100)（安徽省銅陵市教研室，銅陵，244000）摘要:通過對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊饬x闡述,提出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹饕獌?nèi)容,嘗試了該模型在化學(xué)教學(xué)中一些應(yīng)用。關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?應(yīng)用,微觀模型圖。目前升學(xué)壓力很大，學(xué)生為了順利進(jìn)入重點(diǎn)學(xué)校，必須掌握應(yīng)試需要的大量學(xué)科邏輯結(jié)構(gòu)的知識(shí)，有些知識(shí)盡管不是核心知識(shí)，對(duì)學(xué)生持續(xù)發(fā)展沒有什么幫助，但為了能在考試中得高分，不得不做大量習(xí)題，系統(tǒng)訓(xùn)練提高應(yīng)試技能。一但進(jìn)入高一級(jí)學(xué)習(xí)，這些知識(shí)哪些真正有用,放大光彩呢？況且有限的人生怎么能窮盡迅猛發(fā)展科學(xué)知識(shí)?在現(xiàn)有教學(xué)中做實(shí)驗(yàn)主要

2、目的是提高直觀效果,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和訓(xùn)練操作技能應(yīng)付實(shí)驗(yàn)操作考試,而對(duì)實(shí)驗(yàn)功能淡化，致使化學(xué)實(shí)驗(yàn)魅力散失。很多學(xué)生不能養(yǎng)成學(xué)習(xí)化學(xué)濃厚興趣,不能立志終身從事化學(xué)學(xué)科，造成化學(xué)學(xué)科高端人才缺乏，甚至形成化學(xué)就是污染有毒爆炸等有害的觀點(diǎn)這與課程理念的提高科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)，與教育最終目的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和提高實(shí)踐能力相違背的。1化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷囊饬x化學(xué)實(shí)驗(yàn)有獲取化學(xué)知識(shí)和技能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和參與意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用化學(xué)知識(shí)與技能的方法、規(guī)律和思維，培養(yǎng)勇于探索、實(shí)事求是、實(shí)踐出真知、實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成誠(chéng)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、刻苦等科學(xué)品質(zhì)和科學(xué)道德的作用1。初中化學(xué)課程

3、以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，通過一些的化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，培養(yǎng)科學(xué)探究能力、合作精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。模型是以文字、符號(hào)、圖表、實(shí)物、數(shù)學(xué)式等形式對(duì)一個(gè)系統(tǒng)某一方面本質(zhì)屬性的描述或抽象。一個(gè)恰當(dāng)?shù)哪Ｐ湍軌蛱峁┙M織觀察數(shù)據(jù)、資料和其他信息的框架，對(duì)原型系統(tǒng)的行為特征和演化規(guī)律作出解釋通過模型的建立和研究不但可以認(rèn)識(shí)改進(jìn)原型，而且可進(jìn)一步形成有關(guān)理論和實(shí)踐模式2。通俗地講,科學(xué)模型是再現(xiàn)原型本質(zhì)特征的物質(zhì)形式或思維形式，建構(gòu)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪前鸦瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)高度濃縮并使之形象化、具體化形式。以實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头绞浇?gòu)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，有利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)提高，利于學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)探究

4、過程樂趣，了解探究方法，克服怕實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手困難，淡化化學(xué)與有害，污染環(huán)境等負(fù)面影響，強(qiáng)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)在生活化，環(huán)境，科技等方面積極作用，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)“魅力”，吸引學(xué)生喜歡化學(xué)學(xué)科，為終身學(xué)習(xí)化學(xué)打好基礎(chǔ)。2化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹饕獌?nèi)容以九年級(jí)人教版化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、物質(zhì)的制備、物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)綜合設(shè)計(jì)為內(nèi)容。主要涉及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述及解釋，實(shí)驗(yàn)過程細(xì)節(jié)的分析，實(shí)驗(yàn)原理的分析，實(shí)驗(yàn)誤差分析及數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)中的新方法（常規(guī)儀器多功能開發(fā)、噴射法等）、新裝置、新技術(shù)（微波爐和傳感器應(yīng)用于化學(xué)等）等模型和一些模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)（用計(jì)算機(jī)）建模：錯(cuò)誤操作(倒吸,先后順序等步驟)可能出現(xiàn)的后果;實(shí)驗(yàn)裝置的組裝,有毒有

5、危險(xiǎn)的化學(xué)實(shí)驗(yàn),嚴(yán)重污染環(huán)境,易使人中毒的實(shí)驗(yàn)（如CO、SO2制取、除雜、干燥、尾氣處理等）;難度較大成功率較低,反應(yīng)較慢或周期過長(zhǎng)；可燃混合氣爆炸、銹蝕、蛋白質(zhì)水解、石蠟裂化及裂化產(chǎn)物檢驗(yàn)等;現(xiàn)象不明顯或檢驗(yàn)不明顯,如排空氣法收集氣體、物質(zhì)溶解、化學(xué)鍵、模擬制純堿、石油化工等化工生產(chǎn)過程、有機(jī)物結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)等。3化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒虒W(xué)應(yīng)用一些嘗試3.1氣體制取收集、性質(zhì)的一般方法。氧氣制取收集裝置可以從生活的提攜式氧立得的結(jié)構(gòu)類比轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室易于觀察的器材組合，如果反應(yīng)需要加熱，學(xué)生很自然把反應(yīng)裝置轉(zhuǎn)化為試管開口向下傾斜，用酒精燈加熱。從生活中吸氧的速度控制到增濕的裝置轉(zhuǎn)化為凈化、干燥、除雜、增濕

6、或混合其他氣體裝置模式。二氧化碳制取收集裝置可在氧氣模型基礎(chǔ)上,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)室里常用儀器組合一個(gè)簡(jiǎn)易隨開隨用,隨關(guān)隨停的裝置。如鐵架臺(tái)、試管、燒杯、球形干燥管、長(zhǎng)頸漏斗、單孔(雙孔)橡皮塞、導(dǎo)氣管含止水夾。學(xué)生討論得出:和。這樣氣體制取收集裝置模型已基本建立,為了使模型得到遷移拓展,在一氧化碳制取收集教師提供材料:一氧化碳的制取藥品是固體草酸H2C2O4,用濃硫酸混合脫水制取,其反應(yīng)原理:請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)制取CO的方案,并證明生成物中除CO外,還有水蒸氣和CO2氣體,且將兩種氣體除去,得到較純凈的CO氣體。學(xué)生經(jīng)過小組討論由反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件設(shè)計(jì)發(fā)生裝置,接著設(shè)計(jì)用無水硫酸銅驗(yàn)證水、澄清石

7、灰水驗(yàn)證二氧化碳裝置,再次設(shè)計(jì)用濃硫酸除去水、用氫氧化鈉溶液除去二氧化碳裝置,最后是用密封排水法收集裝置設(shè)計(jì)。該小組考慮到CO氣體有毒,所以設(shè)計(jì)了密封微型裝置如圖一 圖一 圖二 圖三 圖四另外氣體定量測(cè)量如圖二、三和防倒吸部分模式如圖四。 3.2操作方法正誤觀。操作通常包括物質(zhì)稱量間接稱,對(duì)試管物質(zhì)加熱、試管里物質(zhì)的質(zhì)量多少、試管開口方向、試管與水平面所成角度,對(duì)酒精燈添加酒精的量、酒精燈熄滅不可用嘴吹,裝置氣密性檢驗(yàn)、儀器組裝,氧氣的操作的查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄,氫氣和一氧化碳還原氧化銅的“遲到早退”,有害氣體的凈化等。操作不但示范正確操作方法,而且也要試誤讓學(xué)生懂得錯(cuò)誤的后果,條件不允

8、許的操作可用動(dòng)畫模擬錯(cuò)誤的后果,這樣學(xué)生在不斷練習(xí)中能掌握操作方法和要領(lǐng)。某學(xué)生做二氧化碳制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn),別的同學(xué)進(jìn)展順利,而自己實(shí)驗(yàn)較長(zhǎng)時(shí)間收集不滿一瓶二氧化碳。經(jīng)檢查石灰石與稀鹽酸反應(yīng)速率較快,發(fā)現(xiàn)單孔橡皮塞與試管連接不緊密,忘記了檢查裝置氣密性。在氧氣實(shí)驗(yàn)時(shí),由于學(xué)生討論了加熱的方法、試管口略向下傾斜、排水法收集氣體結(jié)束后先后次序、高錳酸鉀加熱時(shí)試管口放一團(tuán)棉花和移熄關(guān)系及熱的試管的洗滌原因并動(dòng)畫模擬操作錯(cuò)誤的后果,所以實(shí)驗(yàn)成功率較高,試管等儀器破損率較低。進(jìn)一步利用生活用品練習(xí)操作方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),如在雞蛋殼上的刻字,干電池里二氧化錳的分離,食鹽里碘的檢測(cè),食品里的干燥劑和除氧劑的檢驗(yàn),

9、酸雨的測(cè)定和部分藥品有效成分的檢測(cè)等,達(dá)到操作能力的提高。3.3微觀模型圖。模型圖是通過科學(xué)模型方式建立的一種形式，如物質(zhì)結(jié)構(gòu)模型圖（比例和球棍模型等），表示物質(zhì)組成和性質(zhì)的模型圖。石墨、金剛石、C60、碳纖維、分子布朗運(yùn)動(dòng)、合金、金屬的延展性、濾紙孔徑大小、聚乙烯保鮮膜的透氣不透水、原子的構(gòu)成、化合物的形成、物質(zhì)溶解及復(fù)分解反應(yīng)的微觀模型等。如原子的構(gòu)成的動(dòng)畫模型可讀取原子的結(jié)構(gòu)、原子里的電子是繞原子核高速分層運(yùn)動(dòng)、原子里電性關(guān)系、原子里各粒子質(zhì)量、體積大小關(guān)系及一個(gè)原子的實(shí)際大小等如圖五。復(fù)分解反應(yīng)的微觀模型:鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)如圖六， HCl和NaHCO3反應(yīng)微觀模型如圖七，體會(huì)到反

10、應(yīng)向物質(zhì)穩(wěn)定方向進(jìn)行的實(shí)質(zhì)等。模型在物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之間建立橋梁,更好地理解性質(zhì)，最終達(dá)到結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途合一目的。 如圖五 如圖六 如圖七3.4組合式裝置設(shè)計(jì)。組合式裝置是對(duì)普通裝置進(jìn)行“積件式”設(shè)計(jì)創(chuàng)新,通過將常規(guī)儀器簡(jiǎn)約、組合、變式,設(shè)計(jì)成具有兼容,多用整合等特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置3。二氧化碳的酸性可用玻棒粘貼二張有間隔干、濕紫色石蕊放入二氧化碳集氣瓶中即可。燃燒條件探究也可分別把少量白磷、紅磷涂在濾紙上放在不同集氣瓶中同時(shí)用水加熱,水中放少量白磷,集氣瓶口放蘸堿液的棉花吸收。對(duì)于鑒定、鑒別不涉及有害氣體產(chǎn)生可以把常態(tài)的試管轉(zhuǎn)化為反應(yīng)板來完成，符合微型實(shí)驗(yàn)和綠色環(huán)保理念。開發(fā)常規(guī)儀器功能,如球形干燥管除干燥外，還可用于反應(yīng)和防倒吸等，拓寬了儀器功能，突破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)定勢(shì)思維，開創(chuàng)了選擇儀器的新思路?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)本身有獨(dú)特魅力,是化學(xué)教學(xué)中的一株興奮劑,吸引學(xué)生不斷地學(xué)習(xí)化學(xué)和探究,不